浅谈高性能混凝土
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浅谈高性能混凝土高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC)是一种特殊的水泥混凝土,是一种强度较高、耐久性好的水泥混凝土,具有高抗压强度、高抗裂性能、优异的耐久性、良好的抗冻性、减缩性和流动性等特点。
HPC可以在大跨度桥梁、高楼大厦、堤坝、隧道等工程中被广泛应用,已成为建筑工程领域中不可或缺的一种材料之一。
一、HPC的特点1、高抗压强度:HPC的抗压强度在60—100MPa之间,比普通混凝土高出近3倍,远远高于传统混凝土的抗压强度,能够承受更大的荷载。
2、高抗裂性能:HPC的抗裂性能好,能够避免在干缩过程中的裂缝和变形,有效地保障了结构的稳定性。
3、优异的耐久性:HPC在长期使用和恶劣环境下仍能保持其性能,不受酸、碱、盐等腐蚀,适用于各种环境条件下的建筑工程。
4、良好的抗冻性:HPC中添加了一定比例的高效减水剂,有效地减少了含水量,提高了水泥水化率,增强了抗冻性。
5、减缩性好:HPC中加入了控制混凝土收缩量的措施,有效地控制了混凝土干缩变形和裂缝的产生。
6、流动性好:HPC具有极好的流动性,可通过自流、振捣、压实等方法施工,保证结构的密实性。
二、HPC的应用HPC广泛应用于大跨度桥梁、高楼大厦、高耸危济建筑、大型基础设施工程(如隧道、水坝、高速公路、机场等)、工业场所(如化工、电厂、火车站等)以及各种特殊场合下的建筑结构中。
HPC还可用于制作预应力混凝土构件、墙板、地板、梁、柱、板、管道等,具有广泛的应用前景。
三、HPC的制作HPC的制造过程相对比较复杂,要注意以下几点:1、原材料的选取:HPC需要选择优质的水泥、矿物掺和料、高效减水剂和粉煤灰等原材料。
2、配合比的确定:根据结构设计要求和制作的目的,通过实验确定配合比以保证HPC的高性能。
3、掺合料的配比:掺合料的配比一般在10%以上,可以根据各种环境的不同要求确定。
4、混合过程的控制:HPC混合过程中应严格控制搅拌时间、搅拌速度、搅拌方向等参数。
浅谈高性能混凝土在桥梁工程中应用摘要:高性能混凝土是桥梁建筑中不可缺少的重要物质组成部分,也是桥梁充塞物的主要物质资源,对桥梁的结构构造、稳固性能、持久性能等具有一定的支撑作用。
高性能混凝土的运用应该在充分了解其性能要求、配制比率等方面的基础上,注重合理的优化组合,以此来发挥其最大资源作用优势,提高桥梁的建筑质量。
关键词:高性能混凝土桥梁性能随着混凝土技术的进步,混凝土结构工程向更高建筑、更大跨度和更高承载力方向发展,高性能混凝土由于具有高耐久性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在铁路桥梁、公路桥梁、高层建筑等工程中显示出其独特的优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益,被认为是今后混凝土技术的发展方向。
1 高性能混凝土的性能(1)高性能混凝土的强度高。
混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。
不同的结构,对混凝土强度要求也不一样,在桥梁工程中,对混凝土的强度要求非常严格,现场浇注混凝土的强度等级大都高于C30,对桥梁的构造起到稳固作用。
(2)高性能混凝土的耐久性好。
现代高性能混凝土技术为解决混凝土的耐久性提供了出路,对于桥梁设施来说,混凝土的耐久性比其强度显得更为重要。
高性能混凝土的密实度高且不产生原生裂缝,能够起到抵抗劣化的作用。
(3)高性能混凝土的环保性好。
在桥梁建筑中,通过节约混凝土用量,可以节约土地、煤、水、矿石、砂等能源和资源的消耗量,从而减少有害气体和废渣的排放,使用阶段可减少养护维修费用,实现节能减排,从某种意义上说,高性能混凝土的环保性好。
(4)高体积稳定性。
混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能,严重者会影响结构的安全。
混凝土的体积稳定性可分成三类,一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形,总称为收缩变形;另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形,如弹性变形,徐变变形等;还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形,称为温度变形。
鼹塑:整凰.浅谈高性能混凝土(H PC)的性能以及配合比设计卢建财余磊(河南省公路工程局集团有限公司,河南郑州450000)喃要j高性能漫凝圭制备的主要鼓术途径是掺优质治巨珍和件和高效减水烈,使高性能混凝土炙得既经济叉具有环境生态保护作用。
本文以郑卅黄河公铰两用桥承台混凝主.为啻6对高性能混凝土的配舍比设计和性能倪热巨等方面进行探讨。
【荚键词1簖幽匏混凝土(H P C):配合比:性能优越雎双掺高性能混凝土在郑州黄河公铁两用桥C45承台中进行了成功应用。
现就此混凝土配合比在配制、性能及经济效益方面进行分析。
1原材料及承台混凝土的技术要求1.1原材料情况1)孟电P.042.5水泥:比表面积为335m2/kg,细度29%、密度31l O kg/m3.28天实测强度值53BM pa;2)信阳¨区中砂:表观密度2694kg,m3、细度模数285、含泥量14%:3)5—25连续级配碎石:表观密度2746kg/m3.针片状颗粒含量4B%、含泥量05%、压碎值9.7%;4)I级粉煤灰:密度2210kg/m气细度9-596,需水量比90%,烧失量3.1%:5)$95级磨细矿渣粉:比表面积352m2/kg、密度2720kg/m3、28天活性指数”1%、需水量比93%:6)江苏博特聚羧酸高性能减水剖:减水率330%;7)地下水。
所用原材科各项性能指标实测值全部符合相关规范及设计文件的要求。
12.试验方法配合比设计参照JG J550—2000(普通混凝土配合比设计规程>、J T J041—2000<从路桥涵施工技术规;苗、G BJl46—90够}j篥灰混凝土应用技术规洒-及施工经验等;混凝土工作性等依据G BJ80085进行:混凝土力学性能的测试依据G B81085进行。
13承台混凝士拄术要求技术指标:碳化环境(r3)、冻融环境(D3)、含气量≥5%、最大水胶比O厶胶材用量340—450kg/m302配合比设计配合比设计是其配合比的设计应以安全、经济、合理为原则,以耐久性、工作性、抗压强度为谢寸指标,并综合考虑和分析影响H PC性能与配合比各种参数的因素来确定其配合比。
浅谈超高性能混凝土( UHPC)在工程中的研究与应用摘要:超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete, UHPC),是一种由水泥、矿物掺合料、细集料、钢纤维和外加剂等材料或由上述材料制成的干混料加水拌合后,经凝结硬化后形成的一种具有高抗弯强度、高韧性、高耐久性的水泥基复合材料。
关键词:原材料;配合比设计;工作性能;问题;养护引言黄河大桥主桥采用双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,跨径布置为80+180+442+180+80=962m,桥塔采用门型钢筋混凝土塔。
主梁采用双边钢箱钢-混组合梁,是由双边箱梁、工字形钢横梁与 UHPC 桥面板组合而成的整体式断面,其中双边钢箱横桥向间距 18.7m,桥面宽 34m,含检修道宽 38m。
钢梁与桥面板组合后桥梁中心线处梁高 3.55m,顶面设双向 2%横坡,预制 UHPC 桥面板厚17cm,上铺 8cm 厚沥青混凝土铺装。
UHPC 混凝土预制面板共计 324 块,4468.6m³,最大的预制块尺寸为12000×9075×170mm,重约 48T。
1原材料1.1水泥应符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定。
厂家应提供批次合格证明(如检验报告等),并提供凝结时间、强度、细度等指标。
1.2矿物掺和料硅灰、粉煤灰和磨细矿渣应符合标准GB/T 18736-2017《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的规定。
厂家应提供批次合格证明(如检验报告等),并提供含水率、细度、需水量比及不同龄期的活性指标。
所有矿物粉体材料放射性应符合标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的规定。
1.3石英砂超高性能混凝土用砂应符合GB/T 14684-2011《建设用砂》的规定,技术指标应达到I类要求。
砂厂应提供材料批次合格证明(如检验报告等),应包括表1-1所列技术指标。
表1-1砂厂应提供的技术指标序号石英砂1颗粒级配2石粉含量3泥块含量4压碎指标5松散堆积密度6饱和面干吸水率2配合比设计UHPC的配制材料可分为胶结料、骨料、外加剂及钢纤维四大类,各部分既独立又相互关联。
浅谈高性能混凝土的特性和应用范围1.高性能混凝土的定义:阎培渝(2014)指出美国混凝土学会(ACD给出的较为正式的定义为:高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土,采用传统的原材料和一般的拌和、浇筑与养护方法,往往不能大量地生产出这种混凝土。
所指特性如:易于浇筑,振捣不离析,早强,长期力学性能,抗渗性、密实性,低水化温升,韧性,体积稳定性,恶劣环境下的较长寿命。
[1]《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275-2000)关于高性能混凝土的定义是:用混凝土的常规材料、常规工艺,在常温下以低水胶比、大掺量优质掺和料和较严格的质量控制制作的高耐久性、高尺寸稳定性、良好工作性及较高强度的混凝土。
《公路桥涵施工技术规范》(JTG/F50-2011)关于高性能混凝土的定义是:采用混凝土的常规材料、常规工艺,在常温下以低水胶比、大掺量优质掺和料和严格的质量控制措施制作的,具有良好的施工工作性能且硬化后具有高耐久性、高尺寸稳定性及较高强度的混凝土。
2.高性能混凝土的特性:与普通混凝土相比,高性能混凝土具有如下独特的性能:(1)耐久性。
高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用,能够有效的减少用水量,减少混凝土内部的空隙,能够使混凝土结构安全可靠地工作50一100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。
(2)工作性。
坍落度是评价混凝土工作性的主要指标,HPC的坍落度控制功能好,在振捣的过程中,高性能混凝土粘性大,粗骨料的下沉速度慢,在相同振动时间内,下沉距离短,稳定性和均匀性好。
同时,由于高性能混凝土的水灰比低,自由水少,且掺入超细粉,基本上无泌水,其水泥浆的粘性大,很少产生离析的现象。
(3)力学性能。
由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多因素的影响,水灰比是影响混凝土强度的主要因素,对于普通混凝土,随着水灰比的降低,混凝土的抗压强度增大,高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高,可大幅度降低混凝土单方用水量。
浅谈高性能混凝土技术发展与应用摘要高性能混凝土的发展是对传统混凝土技术的突破。
本文就高性能混凝土在技术上的发展和应用方面进行了详细的介绍。
钢筋混凝土基础是现代建筑工程中钢筋结构施工的主体。
我国每年的混凝土使用量约为十亿立方米。
高性能混凝土的发展在我国有着广阔的前景。
随着现在我国建筑行业的蓬勃兴起和建筑科学信息技术的不断进步,高性能混凝土的应用和发展,将大大提高我们的建筑工业水平,进一步提高我们建筑工业的高质量和社会经济效益,提高建筑技术知识的发展。
关键词:混凝土;高性能;混凝土技术;前言在21世纪初,快速发展的建筑技术不断进步,并大大改善了混凝土技术的发展。
新的混凝土技术不断出现在不同的现代大型建筑中。
技术方面也取得了巨大的经济和社会效益。
对我国经济和事业的发展有着积极影响。
现今高性能的混凝土及施工技术正处在研究阶段。
但我相信,其未来肯定具有广阔的发展前景。
采用高性能混凝土具有许多施工优点:(1)能保证建筑物的施工质量和安全性;(2)能减轻工人的劳动压力,施工相对安全;(3)能减小建筑施工的噪音。
(4)能缩短建设工期。
高性能混凝土施工的方式方法:浇筑速度不能过快,以确保连续不断浇筑,直接滴落不超过3米,同时合理地分配管道,防止过早干涸。
1.高性能混凝士的特性人们又称高性能混凝土为三高混凝土,即高耐久性、高工作性、高力学性能: (1)良好耐久性:这种具有高性能的混凝土必须具备较好抵抗掺杂和防止介质冲击腐蚀的能力。
且具有高弹模、低收缩、低涂层改变和温度应变,在采用硬化工艺的过程中具有较为稳定的体积和腐蚀特性,细观外形结构致密,不易在空气中产生宏观和微观裂缝,抗掺耐腐蚀能力好。
混凝土在碳化,氯离子的作用和侵蚀,钢筋腐烂,碱性骨料的反应,冻融和破坏这几个方面都可以认为是对于建筑混凝土耐久性的一个重大破坏。
(2)优秀的工作性:有更好的能力来填充和防范,同时可以反映出重力作用下的流动性和混凝土化合物的变形。
浅谈高性能混凝土开裂原因及治理措施前言:高性能混凝土是一种跨世纪的新材料,什么是高性能混凝土,就是采用常规材料和工艺生产,具有混凝土结构所要求的各项力学性能,具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。
高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂。
以上几个性能最难设计且最复杂的是耐久性。
比如强度设计,混凝土实验室配合比设计C100混凝土也不是非常困难,所以强度已不是我们追求的目标,中国建筑材料研究院强调“寿命优先,强度适宜”,这就给我们混凝土人指明了方向,就是全面研究混凝土的耐久性,但是耐久性设计却是工程界的难题。
混凝土开裂的原理:高性能混凝土的开裂问题是耐久性最突出的问题,有其是前期开裂现象已制约其在工程中使用的重要因素,非荷载导致的混凝土开裂,主要是温度变形产生早期裂纹的原因。
混凝土硬化初期,水泥水化释放出热量,由于混凝土是热的不良导体,散热较慢,使得混凝土内部温度较外部高,有时可达50-70℃.使内部混凝土产生较大膨胀,而外部混凝土却随着气温降低而收缩,混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3-5d。
因为混凝土内部和表面的散热条件不同:造成温度变形和温度应力,内部膨胀和外部收缩相互制约,在外表混凝土产生很大的拉应力导致混凝土出现裂缝。
混凝土温度变形是产生早期裂缝的主要原因。
混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料。
在微观结构相组成之间主要结合力是范德华力,因此其抗拉强度远低于抗压强度,当混凝土内部产生的拉应力超过其抗拉强度,就会产生裂缝。
在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度,就是说必须考虑三个条件,变形大小、约束的程度和实时抗拉强度,不受约束的自由变形不会产生应力;抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时不会开裂。
浅谈高性能混凝土施工的方法摘要:随着建筑业的高速发展,高性能混凝土因为其抗渗性、抗冻性、抗裂性、抗冲磨性、碳化和抗侵蚀性的特点被大量应用于:大型工程、高层建筑、道桥工程以及水利工程,成为当代建筑业的标志。
关键词:高性能混凝土定义施工方法随着建筑业的高速发展,高性能混凝土因为其在各方面综合的优点成为大型工程、高层建筑、道桥工程以及水利工程主要施工材料,应用高性能混凝土也成为当代建筑新科技的一种标志。
作为建筑业的从业人员,应该对高性能混凝土的设计、施工和监理报以高度重视的态度,科学定义高性能混凝土的概念,抓住高性能混凝土施工的关键,实事求是做好高性能混凝土的各项工作。
1、高性能混凝土的相关概念1.1 高性能混凝土的定义高性能混凝土(HPC)是一种采用优质原材料在加入足够数量的矿物细料和少量的水,在高效外加剂的作用下混合而成的新型高技术建筑材料。
对于普通混凝土来说,高性能混凝土在各方面性能上都大幅度的超越。
1.2 高性能混凝土的特性首先是自密实性,由于高性能混凝土的用水量较低,因此抗离析性高;由于高性能混凝土的矿物细料较多,因此流动性好,从而具有较优异的填充性,因此,在施工中高性能混凝土具有良好的自密实性。
其次是体积稳定性,由于配比的材料在外加剂的作用下收缩和形变的幅度比较低,这会给高性能混凝土的稳定性提供结构上的保证。
其三,强度高,高性能混凝土抗拉、抗压、抗剪的强度值明显高于普通混凝土。
其四,水化热释放量低,由于高性能混凝土的用水量低,在搅拌和浇筑成型的过程中水化反应相应地降低,热释放量小。
其五,收缩和徐变幅度小,高性能混凝土早期收缩率比较低,干燥后徐变值也比普通混凝土要小。
1.3 高性能混凝土的应用高性能混凝土能很好地地满足现代建筑物功能共要求和施工工艺的需要,特别是其优于混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和较高的性价比,使其成为建筑领域一个主要的施工原料,目前高性能混凝土用于大型建筑、水利设施、军事和核工业设施、高层建筑和功能化建筑。
浅谈高性能混凝土摘要:介绍高性能混凝土发展过程,指出高性能混凝土特性,阐明高性能混凝土技术要点及施工控制。
关键词:高性能混凝土技术要点施工控制0 引言高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。
它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,同时低水胶比,选用优质原材料,掺加足够数量矿物细掺料和高效外加剂的配置特点,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土。
本文根据参加新建铁路哈尔滨至大连客运专线工程施工的实际经验,简单谈谈高性能混凝土技术。
1 高性能混凝土定义1990年5月,美国国家标准与技术研究院与美国混凝土协会召开会议,首次提出高性能混凝土这个名词。
对高性能混凝土至今国际上没有一个公认的定义,美国和加拿大的学者强调并侧重是硬化后混凝土的性能,特别是耐久性;而日本学者则重视混凝土在新拌状态的高流动性与自密实性。
综合各国学者意见,高性能混凝土具有体现工程设计和施工要求的综合的优异的技术特性。
一般认为高性能混凝土是指用常规的硅酸盐或普通硅酸盐水泥、砂石等做原材料,使用常规制作工艺,主要依靠高效减水剂和活性矿物掺合料配制的水泥混凝土。
2 高性能混凝土特性2.1 自密实性高性能混凝土的用水量较低,流动性好,抗离析性高,从而具有较优异的填充性。
因此,配好恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。
2.2 体积稳定性高性能混凝土体积稳定性较高,表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。
普通混凝土弹性模量为20~25gpa,采用适宜的材料与配合比的高性能混凝土,其弹性模可达40~45gpa。
采用高弹性模量、高强度的粗集料并降低混凝土中水泥浆体的含量,选用合理配合比配制的高性能混凝土,90天龄期干缩值低于0.04%。
2.3 强度高性能混凝土抗压强度已超过200mpa。
目前,28d平均强度介于100~120mpa的高性能混凝土,已在工程中应用。
浅谈高性能混凝土质量控制中的关键环节摘要:高性能混凝土施工质量控制涉及原料、设计、拌和、施工工艺、环境等诸多因素和环节,是一个系统问题。
本文结合自己在工作中的经验和认识,提出在施工过程中应重视的若干问题及质量控制方法。
关键词:高性能混凝土; 施工工艺;质量控制;一、首先谈一下高性能混凝土特点高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺,通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高耐久性的综合性能优良的混凝土。
具体是:(1)拌合料工作性良好、可泵送、不离析,便于浇筑密实,即高流动性、不泌水、坍落度经时损失小;(2)在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定,水化热低;(3)高耐久性即抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱骨料反应。
二、影响高性能混凝土质量的因素影响高性能混凝土质量的因素有原材料质量、配料误差、拌和效果、施工工艺和方法、混凝土养生等,以下就自己在实际施工生产中的经验和教训谈一下认为重要的环节。
1、原材料质量的影响:严格控制原材料质量是众所周知,但对同样合格的原材料由于技术指标的不同对混凝土的性能有很大的影响,而这些指标在实际施工中是容易被忽视的,如胶凝材料的需水量比、集料的颗粒级配和含水率、砂的细度模数。
(1)胶凝材料的需水量比变化对混凝土的用水量有很大影响,由于水泥的标准稠度用水量和矿粉的需水量比根据试验结果和市场情况来看,相对稳定,变化不大,对混凝土的用水量影响也很小,所以粉煤灰的需水量比控制是个关键。
平时粉煤灰的质量控制大多数是着重烧失量和细度,而需水量比我认为在混凝土配合比设计和现场拌和质量上比前两个指标更重要,下表就是在其它条件相同粉煤灰需水量比不同导致混凝土的用水量或减水剂用量不同。
如表中所示,由于1比2、3比4的需水量比大,相同的混凝土强度等级相同的材料混凝土1比2、3比4的用水量和减水剂用量要大。
在实际施工生产中首先在配合比设计时,根据粉煤灰不同的需水量比配制不同的配合比,其次在施工时,加强粉煤灰的需水量检测,根据需水量比的变化调整配合比,避免因用水量改变,引起水胶比改变,导致混凝土强度变化,保证混凝土的质量稳定。
浅谈绿色高性能混凝土绿色高性能混凝土(Green High Performance Concrete,简称GHPC)是一种在环保和可持续发展的理念指导下研发和应用的新型建筑材料。
相比传统混凝土,它具有更高的强度、更好的耐久性和更低的碳排放。
下面将从原料、制备工艺和应用领域等方面对绿色高性能混凝土进行探讨。
首先,绿色高性能混凝土的原料主要包括水泥、骨料、粉煤灰、矿渣粉等。
与传统混凝土相比,GHPC的骨料采用了更多的再生骨料,包括破碎再生骨料和粉煤灰等,减少了对自然资源的依赖和环境的破坏。
同时,通过控制水泥的用量和采用活性矿物掺合料,可以降低碳排放,提高混凝土的环保性能。
其次,制备绿色高性能混凝土的工艺也与传统混凝土有所不同。
它采用了高效搅拌技术,通过优化混合比和添加剂的使用,使混凝土的流动性、均匀性和抗裂性得到了显著提高。
此外,GHPC还常常采用掺合料、高性能粉煤灰和化学添加剂等措施来提高其强度、耐久性和抗渗透性,延长混凝土的使用寿命。
最后,绿色高性能混凝土在建筑中的应用领域也比较广泛。
在工业化建筑中,GHPC可以用于制作预制构件,提高施工效率和质量,并减少对环境的污染。
在桥梁工程中,GHPC可以用于制作大跨度、大承载力的构件,减少混凝土用量,提高结构的抗震性能和耐久性。
在地下工程中,GHPC可以用于制作防水、抗渗透和耐化学腐蚀的混凝土结构。
在道路工程中,GHPC可以用于制作高性能路面,提高道路的平整度和抗冻性能。
综上所述,绿色高性能混凝土是一种在环保和可持续发展的理念指导下发展起来的新型建筑材料。
它通过优化原料的选择和用量、采用高效搅拌技术以及添加掺合料和化学添加剂等措施,提高了混凝土的强度、耐久性和抗渗透性。
绿色高性能混凝土在工业化建筑、桥梁工程、地下工程和道路工程等领域有广泛的应用前景,对于推动建筑行业的可持续发展起到了积极的作用。
浅谈高性能混凝土施工技术与质量控制摘要:高性能混凝土与普通混凝土相比,其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、任性等性能都有显着提高,满足了安全性、实用性和耐久性的要求。
从而要有严格的质量要求。
因此本文从混凝土配制技术、施工过程及养护三个方面探讨了高性能混凝土在建设工程中的质量控制。
关键词:高性能混凝土质量控制1 引言高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,采用现代技术,选用优质原材料,在严格的质量管理条件下制成的。
从混凝土强度及耐久性的基本理论出发,要求其新搅拌混凝土进人硬化阶段后具有低空隙率、高弹性模量以及尽可能少的出现微裂缝等。
其措施就是要控制好新搅拌混凝土的各项流变参数指标来保证混凝土硬化后的体积密实、稳定,还要求具有高抗冻、高抗渗、高韧性、体积稳定、易施工等性能。
2 高性能混凝土配制的技术途径目前,高性能混凝土配制的主要技术途径是除水泥、水、集料等原料外,掺入适量的矿物掺合料和高效减水剂。
(1)矿物掺合料:在高性能混凝土中掺入适量的矿物掺合料,如硅粉,矿渣和粉煤灰等,它们主要的活性成分是活性siom2,活性siom2,可与界面上的水泥水化产物ca(oh)m2发生二次反应(即火山灰反应)生成水化硅酸钙凝胶,水化硅酸钙凝胶沉积在界面的孔隙内,从而提高了混凝土界面粘结强度和抗渗性。
另外,掺入的矿物掺合料取代了部分水泥,能有效降低混凝土初期水化热,从而减少温度裂缝。
(2)高效减水剂:外加剂在混凝士中的应用,对提高混凝土的强度、和易性、耐久性以及降低生产成本产生了十分明显的作用。
在保持新拌混凝土和易性相同的情况下,能显著降低用水量的外加剂叫混凝土减水剂,又称为分散剂或塑化剂,它是最常用的一种混凝土外加剂。
对于高性能混凝土而言,高效减水剂已成为必不可少的组分。
高效减水剂掺入新拌混凝土中,能够破坏水泥颗粒的絮凝结构,起到分散水泥颗粒及水泥水化颗粒的作用,从而释放絮凝结构中的自由水,增大混凝土拌合物的流动性。
浅谈高性能混凝土
摘要:随着人们对环境问题的日益关心,可持续发展等问题也为我们所逐渐关注。
再加上“汶川大地震”,“海地大地震”两次引起了全球共同震惊和思考的严重自然灾害,人类对其居住的房屋越来越存在更多的疑问。
而目前大家所普遍具有的认识还只是修建房屋的基本材料——钢筋混凝土。
钢筋混凝土是钢筋和混凝土两种材料的完美结合,它在实际建筑运用中主要发挥着钢筋受拉和混凝土受压各自的优点。
关键词:高性能混凝土;耐久性;原材料;抗渗性;抗冻性
普通混凝土是当代用量最多的人造材料。
但它并不总是耐久的,在正常使用条件下,其使用期限约为50年,而在严酷的条件下经20年、10余年或更短时间就遭到了本质的破坏,需要补强,修理甚至重建。
正在我们为其耐久性所困扰之际,现代高性能混凝土(Highperformanceconcrete简称HPC)技术为解决该问题开辟了一条新途径。
高性能混凝土实质上是指具备高施工性,高抗渗性,高体积稳定性(即硬化过程中不开裂,收缩徐变小),较高强度(C30级以上),并保持其强度持续增长,最终获得高耐久性(耐久性提高到200年以上)的一种新型混凝土。
房屋的耐久性就是对混凝土的一种功能要求,它也是节约天然资源(矿产、砂石),减少建筑垃圾产生,保护自然环境的需要。
大量使用粉煤灰等矿物掺合料,不仅为了改善混凝土的性能,而且使处理利用工业废料形成良好的生产循环。
合理降低水泥用量既能提高混凝土的质量,又能减少生产水泥所带来的能耗与二氧化碳排放量。
一、高性能混凝土的研制需要的主要原材料
水泥(经验证明:水泥用量较低的HPC不仅工作性能好,而且混凝土一般不开
裂,后期强度持续增长,耐久性好),除水泥强度等级外,水泥矿物组成和细度都对高性能混凝土的性能有影响。
高性能混凝土为确保其高流动性,高强度,高耐久性,水泥必须与所用高效减水剂相容性好,使混凝土拌合物在满足工作性条件下用水量尽可能的低,坍落度损失小。
外加剂(超塑化剂、泵送剂、膨胀防水剂、引起减水剂或早强防冻剂)。
在混凝土中加入外加剂一般可达到的目的是:减少水泥用量,有的还可以改善混凝土的工作性能,降低水化热,增进后期强度,改善混凝土的内部结构,提高抗渗性和抗腐蚀能力,抑制碱-集料反映。
微集料(主要是粉煤灰、矿渣沸石、增强防水剂),砂石和水。
与普通混凝土相比,高性能混凝土强度高,用水较少,集料的性能对混凝土的强度、工作性等将起着极其重要发热作用。
如掺入粉煤灰可使混凝土的长期性能得到大幅度的改善,对延长结构物的使用寿命有重要意义。
粗集料的强度、集料—水泥浆界面粘接强度对高强混凝土的强度影响很大。
对于普通混凝土,适当加大粗集料的最大粒径可在同一坍落度下稍许减少水的用量,对混凝土的工作性和强度有利。
但对高性能混凝土来说,加大集料尺寸可使混凝土性能下降。
因此,高性能混凝土应使用最大粒径小的混凝土。
砂石和水。
砂石要求级配良好。
在原料基础上,对于高性能混凝土我们需要按一定的原则进行配合比设计。
特别值得注意的是,为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物外加剂,其掺量应根据混凝土的性能通过实验确定。
除此之外,化学外加剂的掺量应使混凝土达到规定的水胶比和工作度,且使用的最高掺量不应对混凝土性能(凝结时间、后期强度等)产生不利影响。
二、高性能混凝土的性能
当由以上原料配制出的高性能混凝土便具有一定的耐久性。
而对于混凝土,我们说抗渗性和抗冻性是衡量其耐久性的主要指标,并且抗渗性有是混凝土的第一道防线。
所以,我们重要介绍高性能混凝土的以上两种性能。
混凝土的抗渗性取决于其中大孔及毛细孔所占体积与分布状况。
当混凝土水胶比大于0.4时,水泥石中除了凝胶水外,还存在毛细水,毛细管即是水扩散与渗漏的通道。
而HPC水胶比在0.38一下,其连续的毛细孔可以尽早得到自行封闭;另外HPC 中微集料与骨料周边水化氢氧化钙作用,改善了界面结构及水泥石孔结构,因此使毛细孔通道被填塞,从而使不透水的小孔增多。
这样就极好地改善了混凝土的抗渗性。
实验表明:当水胶比小于0.38时,其成熟水泥的渗漏系数相当于密致火成岩的渗漏系数,比花岗岩的渗漏系数还要低得多。
并且细孔可以尽早得到自行封闭,所以HPC基本不透水。
混凝土的抗冻性是评价其耐久性的又一重要指标。
抗冻性是表示混凝土抵抗环境介质作用而保持其强度的能力。
它在冻融循环频繁的地区尤为重要。
混凝土的抗风化能力受多种因素影响:季节变化,冷热交替温度变化,干湿度变化,水位变动等引起的干缩湿胀。
混凝土的抗冻性可以表示抗风化性的优劣,以保证建筑物的使用寿命。
众所周知,对要求抗冻融的普通混凝土必须加引气剂。
而HPC抗渗性好,如我们前面所讨论,孔径小且分布均匀。
孔径小于10至5μm微孔其冰点很低,直至很小凝胶孔的水冰点最低可达-70℃。
因此,抗冻性主要取决于混凝土中大孔的体积及其结构。
HPC便是由于孔结构和界面结构得到改善,使水不易渗入其内部,使之具有优良的抗冻性。
同理,因为HPC抗渗性好,水及其它侵蚀性质难以渗入混凝土内部。
其抗拉、抗劈裂等性能也大大提高。
三、高性能混凝土的前景
HPC工作性能好,耐久性好,所以其成本与同级高强混凝土相比,直接节约32—58.8元/每平方米。
这个概念就是说按1000万平方米/年,HPC节约材料费40元/每平方米,仅节约材料就达4亿元/年。
因此高性能混凝土的优越性与经济,使其用途不断扩大,在不少工程中得以推广应用。
参考文献
1、姚燕、王玲、田培著,高性能混凝土,化学工业出版社,2006年。
2、龚洛书著,混凝土的耐久性及其防护修补,中国建筑工业出版社,1990。
3、冯乃谦著,高性能混凝土,中国建筑工业出版社,2002。